本發明屬于化學領域，具體涉及一種聚合硫酸鐵連續生產的工藝。

背景技術：

目前聚合硫酸鐵生產采用直接氧化或催化氧化的單元式反應工藝，將硫酸亞鐵和硫酸按照一定比例配制好的料液泵入反應釜中，開啟反應釜的循環裝置后加入催化劑no2，并通入氧氣進行反應，直至完全氧化。在有催化劑參與反應的情況下，氧化時間約為60min~150min，沒有催化劑參與反應的情況下，氧化時間約為8h~12h，催化劑no2完成反應后，通過環保處理后進入空氣中。

但是單元式反應工藝存在著反應時間長、生產效率低（單套設備產能為10噸/小時）、產品能耗高、設備長時間高溫高壓強酸性條件下運行容易損壞，單位產能的設備投資高，如果催化劑環保處理不力還可能造成大氣污染。

技術實現要素：

針對上述問題，本發明的目的是提供一種能耗低、操作人員少、催化劑可循環使用的連續生產工藝。

本發明提供的技術方案如下：

一種聚合硫酸鐵連續生產系統，所述的連續生產系統包括有溶解池、氣液混合器、氣液分離器、成品池和氣體收集裝置，

溶解池，所述的溶解池用于溶解反應原料，所述的溶解池上連接有將溶解后的混合溶液抽取至氣液混合器內的混合溶液管道；

氣液混合器，所述的氣液混合器將亞鐵離子轉化為鐵離子，所述的氣液混合器底部連通有催化劑添加裝置，所述的氣液混合器還連接有用于將反應物移送至氣液分離器內的反應物移送管道；

氣液分離器，用于進行氣液分離，所述的氣液分離器頂部連接有用于將混合氣體輸送至氣體收集裝置的混合氣體管道，所述的氣液分離器底部設有將反應液體移送至成品池的液體管道；

成品池，所述的成品池用于放置反應液體；

氣體收集裝置，用于收集和氧化氣體，所述的氣體收集裝置上連接用于通入氧氣的氧氣管道，以及將氧化后的氣體回送至氣液混合器內的氣體循環管道。

進一步的，所述的溶解池內還設有攪拌器。

進一步的，所述的連續生產系統還包括有稀硫酸儲槽，所述的稀硫酸儲槽上連接有稀硫酸管道，所述的稀硫酸儲槽和溶解池通過稀硫酸管道連通，所述的稀硫酸管道上設有用于抽取稀硫酸的稀硫酸控制泵。

進一步的，所述的液體管道上還連接有和所述的溶解池相連通的液體回流管，所述的液體回流管上設有控制液體回流的第一液體控制閥。

進一步的，其特征在于，所述的氣體收集裝置包括有氣體混合器、氣體緩沖罐和氣體存儲罐；所述的氣體混合器連通所述的氧氣管道，所述的氣體混合器一側通過所述的混合氣體管道和所述的氣液分離器相通，所述的氧氣管道靠近所述的混合氣體管道，所述的氣體混合器另一側設有用于和所述的氣體緩沖罐相通的第一no2氣體管道；所述的氣體緩沖罐上設有用于和所述的氣體存儲罐相通的第二no2氣體管道，所述的第二no2氣體管道上設有用于壓縮氣體的壓縮泵；所述的氣體存儲罐頂部設有和所述的氣液混合器相通的no2氣體循環管道。

進一步的，所述的混合溶液管道上設有用于抽取所述的混合溶液至氣液混合器內的混合溶液抽取泵。

進一步的，所述的液體管道上設有用于控制液體流動的第二液體控制閥。

進一步的，所述的氣體緩沖罐上設有和外界相通的緩沖罐控制閥。

一種聚合硫酸鐵連續生產方法，所述的方法包括如下的步驟：

第一步：將七水硫酸亞鐵投入到溶解池內，從稀硫酸儲槽抽取質量分數為25%-28%的稀硫酸到溶解池內，同時開啟攪拌裝置，緩慢通入蒸汽，將溫度升高到60~65℃，在溶解池內形成過飽和的硫酸亞鐵溶液；

第二步：從溶解池內抽取過飽和的硫酸亞鐵溶液至氣液混合器中，通過催化劑添加裝置通入催化劑no2進行反應，得到硫酸鐵溶液，同時部分no2轉化為no；

第三步：反應后的硫酸鐵溶液和混合氣體進入氣液分離器，混合氣體自混合氣體出口進入氣體混合器，所述的硫酸鐵溶液自液體出口進入成品池；

第四步：向氣體混合器通入氧氣，將混合氣體中的no轉化為no2，轉化后的氣體進入氣體緩沖罐，再經過壓縮泵壓縮后進入氣體存儲罐，氣液混合器從氣體存儲罐獲取no2。

進一步的，所述的方法還包括如下步驟：未反應完全的硫酸亞鐵溶液和硫酸鐵溶液通過液體回流管進入溶解池內。

本發明的有益效果在于，催化劑在本系統中循環使用，氧化效率高，反應時間短，產量高（單套設備產能為30噸/小時）；單套設備產能大，操作人員少，生產穩定；無需反應后的氣體處理裝置，設備占地面積小，維修方便。

附圖說明

圖1為本發明的工藝圖。

具體實施例

實施例1

請參照圖1，一種聚合硫酸鐵連續生產系統，所述的連續生產系統包括有溶解池（1）、氣液混合器（2）、氣液分離器（3）、成品池（4）和氣體收集裝置，

溶解池（1），用于溶解反應原料，反應原料為質量分數為25%-28%溶解的過飽和七水硫酸亞鐵溶液，所述的溶解池（1）上連接有將過飽和七水硫酸亞鐵溶液抽取至氣液混合器（2）內的混合溶液管道（11）；所述的混合溶液管道（11）上設有用于抽取所述的過飽和七水硫酸亞鐵溶液至氣液混合器（2）內的混合溶液抽取泵；所述的溶解池（1）內還設有攪拌器，攪拌器開啟有利用七水硫酸亞鐵的溶解；

所述的氣液混合器（2）底部連通有催化劑添加裝置，所述的催化劑添加裝置用于從氣液混合器底部向氣液混合器（2）內供催化劑no2氣體，所述的氣液混合器（2）還連接有用于將反應物移送至氣液分離器（3）內的反應物移送管道（21）；過飽和七水硫酸亞鐵溶液中的亞鐵離子在催化劑no2氣體的作用下，轉化為鐵離子，而no2氣體則部分的轉為no。

所述的氣液分離器（3）頂部連接有用于將混合氣體輸送至氣體收集裝置的混合氣體管道（31），所述的氣液分離器（3）底部設有將鐵離子溶液（硫酸鐵和硫酸的混合）移送至成品池（4）的液體管道（32）。

所述的成品池（4）用于放置鐵離子溶液（聚合硫酸鐵半成品）；

所述的氣體收集裝置包括有氣體混合器（5）、氣體緩沖罐（6）和氣體存儲罐（7）；所述的氣體混合器（5）連通所述的氧氣管道（51），所述的氣體混合器（5）一側通過所述的混合氣體管道（31）和所述的氣液分離器（3）相通，所述的氧氣管道（51）靠近所述的混合氣體管道（31），確保no2和no的混合氣體從混合氣體管道（31）出來后即和氧氣接觸，將no氣體氧化為no2，所述的氣體混合器（5）另一側設有用于和所述的氣體緩沖罐（6）相通的第一氣體管道（52）；所述的氣體緩沖罐（6）上設有用于和所述的氣體存儲罐（7）相通的第二no2氣體管道（61），所述的第二no2氣體管道（61）上設有用于壓縮氣體的壓縮泵（62）；所述的氣體存儲罐（7）頂部設有和所述的氣液混合器（2）相通的no2氣體循環管道（71），氧化的no2氣體經氣體循環管道（71）重新回到氣液混合器（2）內作為催化劑參與反應。

除此之外，所述的連續生產系統還包括有稀硫酸儲槽（8），所述的稀硫酸儲槽（8）上連接有稀硫酸管道（81），所述的稀硫酸儲槽（8）和溶解池（1）通過稀硫酸管道（81）連通，所述的稀硫酸管道（81）上設有用于抽取稀硫酸的稀硫酸控制泵（82），實現自動添加稀硫酸溶液。

所述的液體管道（32）上還連接有和所述的溶解池（1）相連通的液體回流管（12），所述的液體回流管（12）上設有控制液體回流的第一液體控制閥，如果反應不徹底或者有其他情況需要重新開始反應時，開啟該第一液體控制閥，使得反應后的液體進入溶解池（1）重新開始。

所述的液體管道（32）上設有用于控制液體流動的第二液體控制閥，該第二液體控制閥位于氣液分離器（3）和液體回流管（12）之間。

所述的氣體緩沖罐（6）上設有和外界相通的緩沖罐控制閥，同樣的，氣體存儲罐（7）上也設有存儲罐控制閥，開啟緩沖罐控制閥和存儲罐控制閥，使得氣體緩沖罐（6）和氣體存儲罐（7）和外界的其他裝置相通，緊急情況下實現解壓或者其他處理。

實施例2

一種聚合硫酸鐵連續生產方法，所述的方法包括如下的步驟：

第一步：將七水硫酸亞鐵投入到溶解池（1）內，從稀硫酸儲槽（8）抽取質量分數為25%-28%的稀硫酸到溶解池（1）內，同時開啟攪拌裝置，緩慢通入蒸汽，將溫度升高到60~65℃，加熱溶解，在溶解池（1）內形成均勻分散的過飽和的硫酸亞鐵溶液；

第二步：從溶解池（1）內抽取過飽和的硫酸亞鐵溶液至氣液混合器（2）中，通過催化劑添加裝置通入催化劑no2進行反應，得到硫酸鐵溶液，同時部分no2轉化為no；

第三步：反應后的硫酸鐵溶液和混合氣體進入氣液分離器（3），混合氣體通過混合氣體管道（31）進入氣體混合器（5），所述的硫酸鐵溶液自液體出口進入成品池（4），在成品池（4）內，硫酸鐵溶液進一步熟化；

第四步：向氣體混合器（5）通入氧氣，將混合氣體中的no轉化為no2，轉化后的no2氣體進入氣體緩沖罐（6），再經過壓縮泵壓縮后進入氣體存儲罐（7），氣液混合器（2）從氣體存儲罐（7）通過氣體循環管道（71）獲取no2。

所述的方法還可以包括如下步驟：未反應完全的硫酸亞鐵溶液和硫酸鐵溶液通過液體回流管（12）進入溶解池（1）內。